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森林消防避火罩防护极限野外测试试验

2012-11-21于文男平小帆

关键词:测温仪铝箔测温

于文男 靳 松 张 京 平小帆

(黑龙江省森林保护研究所,哈尔滨 150040)

森林消防避火罩是由黑龙江省森林保护研究所自主研发的新型应急逃生自救装备,专为森林消防人员设计研制的应急自救安全防护装备,由新型铝箔复合材料经特制的玻璃纤维线缝合制成。森林消防人员进行扑火作业,被林火围困无法逃脱时,可按照操作规范快速展开避火罩,进入罩内,俯卧在地面上,进行安全自救。作为保障扑火队员生命安全的最后一道屏障,避火罩的安全防护性能成为至关重要一点,本次试验就是测试在极端严酷的火环境下,森林消防避火罩防护能力极限。

1 试验设计

本实验采取人为措施(增加可燃物载量、汽油引燃等)模拟高强度森林大火火场环境,对避火罩防护能力极限进行测试。

2 试验方法

在避火罩外迎火方向和可燃物中,矩阵排列放置了高中低9路测温仪,分别用来测量林火在距离地面不同高度的温度、热辐射温度和火焰蔓延速度等;在避火罩内放置了有毒有害气体检测仪、温湿度无纸记录仪和5路测温仪,分别获取避火罩前、侧、后的罩体温度、地表温度、罩体内部空气温湿度和氧气、一氧化碳、二氧化碳的含量。

在距离罩体0.6m处,环绕堆放1m高的玉米秆、稻草、松毛等组成的易燃可燃物带,从可燃物带前端点燃,记录点火时间、熄灭时间、避火罩状态变化情况,并采集所有仪器记录数据,如图1所示。

3 试验数据

在火焰平均高度5m的高强度火环境中,30min内避火罩仍然完好无损,罩体内空气质量、有毒(害)气体含量、温度变化均在安全范围内(见表1、图2、图3)。

4 试验结果

通过观查及试验录像回放,10时40分开始点火,火势旺盛,火场烟雾为白烟,可燃物燃烧非常充分,平均火焰高度约5m。试验中火焰不时燎到避火罩罩体表面长达7min之久。11时10分火焰熄灭。经现场检查避火罩内外均无火烧破损痕迹,局部面积有小块变黑,主要由于火焰接触过近,持续炙烤导致。通过红外测温仪测出的现场数据,避火罩内部温度约为30℃左右。

5 试验分析

罩体外部通过安放的16路测温仪显示最高温度为第6分钟时的600℃,此时罩体内部迎火头靠近避火罩顶端位置温度为55.5℃(即测温点10),尾部靠近地面温度,也就是使用者头部靠近地面的温度为17.4℃(即测温点12),虽同在罩体内部,但位差将近38℃,可见在避火罩使用中,正确的使用方法直接关系到罩内使用者的生命安全。与此同时,与罩内测温点对应的外部温度为146℃~172℃(即测温点3、6、9),内外温差为150℃左右;与测温点12对应的外部测温点15的温度为83℃,温差为66℃左右,说明避火罩防热辐射效果是优异的。在峰值温度时,罩内氧气浓度下降为20.4%,一氧化碳浓度下降为139ppm,二氧化碳下降为1 600ppm,并以此为拐点,各气体浓度随后均有不同程度的回升,其主要原因是由于罩体内部温差迅速拉大,导致罩体内气体循环速度加快,靠近地表的各气体均在罩体内部向上循环,导致靠近地表各气体浓度变小。而随后的二氧化碳与一氧化碳浓度飙升,根据回放录像,可发现避火罩迎风处有少量烟气进入,导致罩内气体浓度升高。

6 结论

本次试验是模拟极限条件下,对避火罩的保护性能进行测试,在避火罩的正常使用中,极少会在靠近可燃物和火焰的情况下使用。本次的试验环境外部最高温度达到了600℃,靠近避火罩的热辐射温度也达到了近200℃, 而罩体

表1 模拟火场试验测试数据表

内部温度与气体仍保持在人可存活的条件下,足以证明森林消防避火罩在以上条件下仍具有极强的耐高温性能。

森林消防避火罩的推广应用,将使得一线扑火队员的人身安全得到有效的保护,自我防护能力得到提升,避免伤亡事故的发生,大大提高扑火效率,减少火灾造成的损失,为应用单位带来显著的经济效益。同时,在减少森林火灾造成林木资源的损失、节约扑救经费和劳保支出等方面也将带来显著的社会效益。

参考文献:

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